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摘要：盾构施工以其独特的施工工艺特点及较高的技术经济优势，在地下铁道中得到广泛应用。另外，盾构施工测量是紧密服务于施工的测量工作，它不仅要求测量精度高，而且对测量结果的可靠性与及时性也有很高的要求。
关键词：地下铁道;盾构施工;测量检测
一、工程概况
某轨道交通工程盾构施工区间，左线设计里程为ZDK18+424.368～ZDK20+340.068，全长1908.007m，短链7.693m;右线设计里程为YDK18+423.206～YDK20+339.345，全长1916.139m。隧道埋深：-7.789m～-16.947m。本区间所处地形平坦，地貌属海相冲积平原地貌特征，地质构造较简单。基岩岩性以紫红色泥质粉砂岩、泥岩为主，夹含砾粉、细砂岩、砾岩;地下水主要有：①存于第四系土层中的孔隙水;②存于基岩风化层和构造破碎带中的裂隙水。本区间适宜盾构掘进，整个隧道采用土压平衡盾构法施工，隧道开挖面直径6.0m，环长1.5m。
二、地面控制测量
为满足盾构施工需要，先对业主提供的首级GPS控制点、精密导线点、精密水准点复测，控制点应满足：GPS网相邻点相对中误差±10mm，点位中误差±12mm;导线相邻点的相对中误差为±8mm，点位中误差±20mm;水准测量高程中误差±8mm（精密水准线闭合差L代表水准线长度）;地面控制测量误差对隧道横向贯通的影响值在±25mm内。由于施工、地面沉降等因素影响，地面控制点可能发生变化。
在实际工作中，有时需对检测无误的地面控制网进行加密，以便于施工、检测的顺利进行。加密控制网采用Ⅰ级全站仪测量，测角4测回（左右角各2测回，左右角平均值之和与360°之差小于4"），测边往返观测各二测回，采用严密平差法进行数据处理，每边测距中误差±6mm，测距相对中误差1/60000，测角中误差±2.5"，方位角闭合差5"（n代表导线的角度数），全长相对闭合差1/35000，相邻点点位中误差小于±8mm。
三、施工测量检测
1、两井定向联系测量
1）平面联系测量。当两井定向时，使用地面接近导线测定两吊锤线的平面坐标值。隧道内，通过将布设的地下导线与竖井内的吊锤线连测，可将地面坐标系中的坐标和方位传递到井下，经计算可得到地下导线各点坐标和导线边方位。
此外，平面联系测量外业注意事项为：①两钢丝间距离应大于30m，越长越好，以减少投点误差。②应使用φ0.3～φ0.5mm的高强度钢丝，悬挂10kg重锤，并浸入阻尼液中。③定向应独立3次，取3次平均值为定向结果。④若左右线同时做两井定向，并且四根钢丝相互可见，可动两次钢丝，相互连测，得到四组基线，取平均值作为盾构始发基线。
2）高程传递测量。通过竖井高程传递，将近井水准点高程传递到井下高程测量起始点。近井点的设置主要考虑：点位稳固、高程传递的方便性。
在地面搭建一悬挂式钢尺架，将鉴定好的钢尺挂在上面，下放到井下（如图1），A为地面水准点，B为地下水准点，将钢尺挂在井上，使其自然下垂，钢尺零点位于井下。将水准仪分别置于地面及井下，在A、B设置的水準仪上读取a、B读数，同时在钢尺上读取m、n读数，并且还需测定井上井下温度。
为防止误差，提高观测精度，仪器换高3次，钢尺变动2次观测，测定井上井下水准点高差的不符值（高差不符值<±3mm）。最终取三次观测结果平均值，得到高精度井下水准点高程。
2、陀螺经纬仪定向。在已知地面方位边使用2～4个测回测定仪常数△前。
因仪器条件及外部环境影响，实际陀螺轴平衡位置与测站真子午线的方位不重合，其夹角为陀螺经纬仪的仪器常数，用△表示。△需在地面上已知方位边测定，关键是测定已知边陀螺方位角。其步骤为：
①将陀螺经纬仪放置在任意点上，严格对中整平，以盘左盘右两个观测值均值为已知方位边测前方位角值M1。
②将经纬仪视准轴对准北方向，使其偏离陀螺子午线方向不超过60′。
③测量悬挂带零位值，并用秒表测定陀螺摆动周期。
④启动陀螺电机，缓慢下放灵敏部，使摆幅在1～3°范围内。调节水平微动螺旋，使光标像随时与分划板零刻度标记重合，到达逆转点后，记录经纬仪水平度盘读数。连续记录5个逆转点读数并计算NT。
⑤测后零位观测。
⑥以盘左盘右方向值测定已知边测后方位值M2。
⑦计算陀螺方位角。
3、盾构机环片姿态检测。在地铁隧道工程施工中，为及时检测环片拼装横、竖向偏差，确保隧道按设计要求准确贯通，掘进隧道时，通过人工定期测量检校盾尾稳定环片，以检核盾构机姿态的正确性。
根据成型隧道内径制作铝合金标尺，在其中心位置做标识，侧面粘反射片，上部贴水平尺。
测量时，将铝合金标尺水平放置在环形件上，先用水平尺将铝合金标尺准确整平，利用全站仪，采用极坐标法测量铝合金标尺中心坐标（X测，Y测，Z测），此时测得的Z测不是环片中心的真实坐标，需根据环片半径及铝合金标尺长度，计算真实的Z实坐标
式中：R为环片半径，L为铝合金标尺长度。
使用计算机计算管片姿态时，全站仪采集的外业数据通过专业软件传输、下载并复制到excel表格中，编辑成CAD识别的三维坐标，再通过展点程序在隧道设计图上绘制排序后的三维坐标，在展点期间，必须关闭对象捕捉指令。点位画出后，可通过CAD中的查询命令直接测量管片水平、垂直姿态，这种测量计算方法，大幅提高了环片检测精度。
四、数据处理与精度
1、竖井附近趋近导线测量。测量时，由于仪器本身、外部环境、测量人员操作的影响，不可避免地会产生测量误差。因此，有必要分析每次联系测量结果，以确保地铁隧道施工的高精度性。
2、两井联系测量。当车站或区间竖井有两井定向条件时，应采用两井定向方法。施工前后对两井进行了五次定向联系测量。左线基线边长80.9604m，平均方位角92°20′29.96"，最大互差5.3";右线基线边长75.1976m，平均方位角92°25′50.37"，最大互差5.47";标高最大标准偏差为2.3mm，最大互差3.7mm。
3、陀螺经纬仪定向。本工程使用的陀螺经纬仪为AGT-1型高精度自动陀螺经纬仪，陀螺经纬仪一次定向标准偏差小于5”，自动寻北时间8min，一测回为20min。仪器整个系统由手持式计算机控制，按中文菜单指引，完成所有已知数据的输入，测量前后自动零位测量，自动寻北校验，测量误差计算和数据处理，所有测量过程与结果自动存储及显示。
当隧道掘进至1200m时，分别在左右线进行陀螺定向。通过比较支导线测量的导线边方位与陀螺经纬仪定向方位可知，地下支导线精度满足盾构掘进要求。
4、盾构环片姿态测量。盾构掘进至150m、450m、1000m及贯通前150m，分别检测盾构机环片姿态，通过数据处理统计，发现最大横向偏差为-49mm，最大纵向偏差为-35mm，均符合规范要求。
参考文献
[1]潘庆林.地铁盾构施工中盾构机姿态定位测量的研究[J].工程勘察，2015（05）.
关键词：地下铁道;盾构施工;测量检测
一、工程概况
某轨道交通工程盾构施工区间，左线设计里程为ZDK18+424.368～ZDK20+340.068，全长1908.007m，短链7.693m;右线设计里程为YDK18+423.206～YDK20+339.345，全长1916.139m。隧道埋深：-7.789m～-16.947m。本区间所处地形平坦，地貌属海相冲积平原地貌特征，地质构造较简单。基岩岩性以紫红色泥质粉砂岩、泥岩为主，夹含砾粉、细砂岩、砾岩;地下水主要有：①存于第四系土层中的孔隙水;②存于基岩风化层和构造破碎带中的裂隙水。本区间适宜盾构掘进，整个隧道采用土压平衡盾构法施工，隧道开挖面直径6.0m，环长1.5m。
二、地面控制测量
为满足盾构施工需要，先对业主提供的首级GPS控制点、精密导线点、精密水准点复测，控制点应满足：GPS网相邻点相对中误差±10mm，点位中误差±12mm;导线相邻点的相对中误差为±8mm，点位中误差±20mm;水准测量高程中误差±8mm（精密水准线闭合差L代表水准线长度）;地面控制测量误差对隧道横向贯通的影响值在±25mm内。由于施工、地面沉降等因素影响，地面控制点可能发生变化。
在实际工作中，有时需对检测无误的地面控制网进行加密，以便于施工、检测的顺利进行。加密控制网采用Ⅰ级全站仪测量，测角4测回（左右角各2测回，左右角平均值之和与360°之差小于4"），测边往返观测各二测回，采用严密平差法进行数据处理，每边测距中误差±6mm，测距相对中误差1/60000，测角中误差±2.5"，方位角闭合差5"（n代表导线的角度数），全长相对闭合差1/35000，相邻点点位中误差小于±8mm。
三、施工测量检测
1、两井定向联系测量
1）平面联系测量。当两井定向时，使用地面接近导线测定两吊锤线的平面坐标值。隧道内，通过将布设的地下导线与竖井内的吊锤线连测，可将地面坐标系中的坐标和方位传递到井下，经计算可得到地下导线各点坐标和导线边方位。
此外，平面联系测量外业注意事项为：①两钢丝间距离应大于30m，越长越好，以减少投点误差。②应使用φ0.3～φ0.5mm的高强度钢丝，悬挂10kg重锤，并浸入阻尼液中。③定向应独立3次，取3次平均值为定向结果。④若左右线同时做两井定向，并且四根钢丝相互可见，可动两次钢丝，相互连测，得到四组基线，取平均值作为盾构始发基线。
2）高程传递测量。通过竖井高程传递，将近井水准点高程传递到井下高程测量起始点。近井点的设置主要考虑：点位稳固、高程传递的方便性。
在地面搭建一悬挂式钢尺架，将鉴定好的钢尺挂在上面，下放到井下（如图1），A为地面水准点，B为地下水准点，将钢尺挂在井上，使其自然下垂，钢尺零点位于井下。将水准仪分别置于地面及井下，在A、B设置的水準仪上读取a、B读数，同时在钢尺上读取m、n读数，并且还需测定井上井下温度。
为防止误差，提高观测精度，仪器换高3次，钢尺变动2次观测，测定井上井下水准点高差的不符值（高差不符值<±3mm）。最终取三次观测结果平均值，得到高精度井下水准点高程。
2、陀螺经纬仪定向。在已知地面方位边使用2～4个测回测定仪常数△前。
因仪器条件及外部环境影响，实际陀螺轴平衡位置与测站真子午线的方位不重合，其夹角为陀螺经纬仪的仪器常数，用△表示。△需在地面上已知方位边测定，关键是测定已知边陀螺方位角。其步骤为：
①将陀螺经纬仪放置在任意点上，严格对中整平，以盘左盘右两个观测值均值为已知方位边测前方位角值M1。
②将经纬仪视准轴对准北方向，使其偏离陀螺子午线方向不超过60′。
③测量悬挂带零位值，并用秒表测定陀螺摆动周期。
④启动陀螺电机，缓慢下放灵敏部，使摆幅在1～3°范围内。调节水平微动螺旋，使光标像随时与分划板零刻度标记重合，到达逆转点后，记录经纬仪水平度盘读数。连续记录5个逆转点读数并计算NT。
⑤测后零位观测。
⑥以盘左盘右方向值测定已知边测后方位值M2。
⑦计算陀螺方位角。
3、盾构机环片姿态检测。在地铁隧道工程施工中，为及时检测环片拼装横、竖向偏差，确保隧道按设计要求准确贯通，掘进隧道时，通过人工定期测量检校盾尾稳定环片，以检核盾构机姿态的正确性。
根据成型隧道内径制作铝合金标尺，在其中心位置做标识，侧面粘反射片，上部贴水平尺。
测量时，将铝合金标尺水平放置在环形件上，先用水平尺将铝合金标尺准确整平，利用全站仪，采用极坐标法测量铝合金标尺中心坐标（X测，Y测，Z测），此时测得的Z测不是环片中心的真实坐标，需根据环片半径及铝合金标尺长度，计算真实的Z实坐标
式中：R为环片半径，L为铝合金标尺长度。
使用计算机计算管片姿态时，全站仪采集的外业数据通过专业软件传输、下载并复制到excel表格中，编辑成CAD识别的三维坐标，再通过展点程序在隧道设计图上绘制排序后的三维坐标，在展点期间，必须关闭对象捕捉指令。点位画出后，可通过CAD中的查询命令直接测量管片水平、垂直姿态，这种测量计算方法，大幅提高了环片检测精度。
四、数据处理与精度
1、竖井附近趋近导线测量。测量时，由于仪器本身、外部环境、测量人员操作的影响，不可避免地会产生测量误差。因此，有必要分析每次联系测量结果，以确保地铁隧道施工的高精度性。
2、两井联系测量。当车站或区间竖井有两井定向条件时，应采用两井定向方法。施工前后对两井进行了五次定向联系测量。左线基线边长80.9604m，平均方位角92°20′29.96"，最大互差5.3";右线基线边长75.1976m，平均方位角92°25′50.37"，最大互差5.47";标高最大标准偏差为2.3mm，最大互差3.7mm。
3、陀螺经纬仪定向。本工程使用的陀螺经纬仪为AGT-1型高精度自动陀螺经纬仪，陀螺经纬仪一次定向标准偏差小于5”，自动寻北时间8min，一测回为20min。仪器整个系统由手持式计算机控制，按中文菜单指引，完成所有已知数据的输入，测量前后自动零位测量，自动寻北校验，测量误差计算和数据处理，所有测量过程与结果自动存储及显示。
当隧道掘进至1200m时，分别在左右线进行陀螺定向。通过比较支导线测量的导线边方位与陀螺经纬仪定向方位可知，地下支导线精度满足盾构掘进要求。
4、盾构环片姿态测量。盾构掘进至150m、450m、1000m及贯通前150m，分别检测盾构机环片姿态，通过数据处理统计，发现最大横向偏差为-49mm，最大纵向偏差为-35mm，均符合规范要求。
参考文献
[1]潘庆林.地铁盾构施工中盾构机姿态定位测量的研究[J].工程勘察，2015（05）.